CN212676883U - 过流保护及延时恢复电路及供电设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种过流保护及延时恢复电路及供电设备，包括：电流采样元件F1、过流保护元件、比较器U1A、MOS管Q1、三极管Q2和复位芯片U2；电流采样元件F1、过流保护元件和MOS管Q1依次串联在被保护回路中；比较器U1A的第一输入端连接在过流保护元件和MOS管Q1之间，比较器U1A的第二输入端连接参考电压V_REF，比较器U1A的输出端连接复位芯片U2的MR引脚，复位芯片U2的复位输出引脚连接三极管Q2的基极；三极管Q2的集电极连接MOS管Q1的栅极。利用复位芯片本身的特性，通过本实用新型的结构设计，在不需要额外增加控制器如MCU、CPU的情况下，可实现过流保护延时恢复。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子电路领域，具体地，涉及一种过流保护及延时恢复电路及供电设备。
背景技术
过电流保护(Over Current Protection)就是当电流超过预定最大值时，使保护装置动作的一种保护方式。普通的短路保护通常情况下有以下两种类型：
一、自恢复保险丝PPTC：电路正常工作时它的阻值很小，当电路出现过流，它温度升高，阻值急剧增大几个数量级，使电路中的电流减小到安全值以下，从而使后面的电路得到保护，过流消失后自动恢复为低阻值。自恢复保险丝可能失效情况有：许多次动作、持续长时间动作、电压超过额定工作电压Vmax、故障电流超过额定动作电流Imax，其失效表现为性能参数下降或者断路。若过流状况长时间持续，自恢复保险丝会持续发热，会对其寿命造成影响。同时，长时间发热对一些散热要求高的***会带来风险。
二、采样电阻和运放/比较器组成的过流保护电路：利用采样电阻串接在负载回路中，将电流转为电压进行采样，经过运放/比较器做相应的对比处理，控制串接在回路中的开关电路实现过流后的保护动作。该电路相比PPTC，精度更高、动作更快，但过流状态持续时，开关电路会一直处于关闭、打开的循环状态，且频率很快并不可控制。这种持续的、快速的循环关闭、打开动作，会对***尤其后端电路或零部件的稳定性造成影响。一些场景下，也可以使用控制器MCU、CPU等来实现软件控制，但若单独增加控制器，成本会增加不少。
实用新型内容
针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种过流保护及延时恢复电路及供电设备。
根据本实用新型提供的一种过流保护及延时恢复电路，包括：电流采样元件F1、过流保护元件、比较器U1A、MOS管Q1、三极管Q2和复位芯片U2；
所述电流采样元件F1、过流保护元件和所述MOS管Q1依次串联在被保护回路中；
所述比较器U1A的第一输入端连接在所述过流保护元件和所述MOS管Q1之间，所述比较器U1A的第二输入端连接参考电压V_REF，所述比较器U1A的输出端连接所述复位芯片U2的MR引脚，所述复位芯片U2的复位输出引脚连接所述三极管Q2的基极；
所述三极管Q2的集电极连接所述MOS管Q1的栅极。
优选地，所述MOS管Q1为PMOS管，所述MOS管Q1的源极连接所述过流保护元件；
所述电流采样元件F1的外端作为电压输入端，所述MOS管Q1漏极作为电压输出端。
优选地，还包括：电阻R1、电阻R3和电容C2；
所述电阻R1的一端连接在所述过流保护元件和所述MOS管Q1之间，所述电阻R1的另一端通过所述电阻R3接地，所述电容C2与所述电阻R3并联，所述比较器U1A的第一输入端连接在所述电阻R1和所述电阻R3之间。
优选地，还包括：电阻R5、电阻R6和电容C3；
所述电阻R5串联在所述复位芯片U2的复位输出引脚和所述三极管Q2的基极之间，所述电阻R6和所述电容C3的一端分别连接在所述电阻R5和所述三极管Q2的基极之间，另一端接地。
优选地，所述三极管Q2的发射极接地。
优选地，还包括：电阻R4，所述电阻R4串联在所述三极管Q2的集电极和所述MOS管的栅极之间。
优选地，还包括电阻R2和电容C1；
所述电阻R2和所述电容C1并联，且一端连接在所述三极管Q2的集电极和所述MOS管Q1的栅极之间，另一端作为电压输入端。
优选地，还包括：电阻R7和电阻R8；
所述电阻R7的一端作为电压输入端，另一端通过所述电阻R8接地，所述比较器U1A的第二输入端连接在所述电阻R7和所述电阻R8之间。
优选地，所述过流保护元件包括自恢复保险丝。
根据本发明提供的一种供电设备，包括过流保护及延时恢复电路。
与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
1、利用复位芯片本身的特性，通过本实用新型的结构设计，在不需要额外增加控制器如MCU、CPU的情况下，可实现过流保护延时恢复，从而缓解***供电压力，提高保护元件寿命，减小元件发热，提高***稳定性。
2、当负载过流现象存在时，保护前端电路不受后端过流影响，减小保护器件频繁开关对***尤其是后端电路或零部件的影响。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本实用新型的电路图；
图2为参考电压的获取方式示意图；
图3为比较器的电路连接示意图；
图4为复位芯片复位时序图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
如图1至图3所示，本实用新型提供的一种过流保护及延时恢复电路，主要包括：电流采样元件F1、过流保护元件、比较器U1A、MOS管Q1、三极管Q2和复位芯片U2。
电流采样元件F1、过流保护元件PPTC和MOS管Q1依次串联在被保护回路中，MOS管Q1采用PMOS管，作为电源开关使用。MOS管Q1的源极连接过流保护元件PPTC(PPTC即自恢复保险丝，但本实用新型并不以此为限制)，电流采样元件F1的外端作为电压输入端12V，MOS管Q1漏极作为电压输出端12V_OUT。相比用电阻来实现采样，其在正常工作状态下，电阻更低，效率更高，对电路的影响更小。
比较器U1A的第一输入端连接在过流保护元件和MOS管Q1之间，比较器U1A的第二输入端连接参考电压V_REF，比较器U1A的输出端连接复位芯片U2的MR引脚，复位芯片U2的复位输出引脚连接三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极连接MOS管Q1的栅极，三极管Q2的发射极接地。比较器正负输入端分别接在保险丝前后，采用分压电路能更方便的设置动作门限。
电阻R1的一端连接在过流保护元件和MOS管Q1之间，电阻R1的另一端通过电阻R3接地，电容C2与电阻R3并联，比较器U1A的第一输入端连接在电阻R1和电阻R3之间。
电阻R5串联在复位芯片U2的复位输出引脚和三极管Q2的基极之间，电阻R6和电容C3的一端分别连接在电阻R5和三极管Q2的基极之间，另一端接地。
电阻R4串联在三极管Q2的集电极和MOS管的栅极之间。
电阻R2和电容C1并联，且一端连接在三极管Q2的集电极和MOS管Q1的栅极之间，另一端作为电压输入端。
电阻R7的一端作为电压输入端，另一端通过电阻R8接地，比较器U1A的第二输入端连接在电阻R7和电阻R8之间。
如图4所示，由于复位芯片都有一个比较长的复位时间(不同型号时间不一样，可根据需要选择)。本发明利用这个复位时间可以将比较器的输出信号转换成一个延时较长的控制信号来控制Q1的打开和关闭。这样就实现了过流持续存在时，PPTC和MOS管能以一个较慢的速度恢复供电，减小发热，提高元件寿命，同时缓解供电压力，提高***稳定性。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种过流保护及延时恢复电路，其特征在于，包括：电流采样元件F1、过流保护元件、比较器U1A、MOS管Q1、三极管Q2和复位芯片U2；
所述电流采样元件F1、过流保护元件和所述MOS管Q1依次串联在被保护回路中；
所述比较器U1A的第一输入端连接在所述过流保护元件和所述MOS管Q1之间，所述比较器U1A的第二输入端连接参考电压V_REF，所述比较器U1A的输出端连接所述复位芯片U2的MR引脚，所述复位芯片U2的复位输出引脚连接所述三极管Q2的基极；
所述三极管Q2的集电极连接所述MOS管Q1的栅极。
2.根据权利要求1所述的过流保护及延时恢复电路，其特征在于，所述MOS管Q1为PMOS管，所述MOS管Q1的源极连接所述过流保护元件；
所述电流采样元件F1的外端作为电压输入端，所述MOS管Q1漏极作为电压输出端。
3.根据权利要求1所述的过流保护及延时恢复电路，其特征在于，还包括：电阻R1、电阻R3和电容C2；
所述电阻R1的一端连接在所述过流保护元件和所述MOS管Q1之间，所述电阻R1的另一端通过所述电阻R3接地，所述电容C2与所述电阻R3并联，所述比较器U1A的第一输入端连接在所述电阻R1和所述电阻R3之间。
4.根据权利要求1所述的过流保护及延时恢复电路，其特征在于，还包括：电阻R5、电阻R6和电容C3；
所述电阻R5串联在所述复位芯片U2的复位输出引脚和所述三极管Q2的基极之间，所述电阻R6和所述电容C3的一端分别连接在所述电阻R5和所述三极管Q2的基极之间，另一端接地。
5.根据权利要求1所述的过流保护及延时恢复电路，其特征在于，所述三极管Q2的发射极接地。
6.根据权利要求1所述的过流保护及延时恢复电路，其特征在于，还包括：电阻R4，所述电阻R4串联在所述三极管Q2的集电极和所述MOS管的栅极之间。
7.根据权利要求1所述的过流保护及延时恢复电路，其特征在于，还包括电阻R2和电容C1；
所述电阻R2和所述电容C1并联，且一端连接在所述三极管Q2的集电极和所述MOS管Q1的栅极之间，另一端作为电压输入端。
8.根据权利要求1所述的过流保护及延时恢复电路，其特征在于，还包括：电阻R7和电阻R8；
所述电阻R7的一端作为电压输入端，另一端通过所述电阻R8接地，所述比较器U1A的第二输入端连接在所述电阻R7和所述电阻R8之间。
9.根据权利要求1所述的过流保护及延时恢复电路，其特征在于，所述过流保护元件包括自恢复保险丝。
10.一种供电设备，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的过流保护及延时恢复电路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021796141.6U CN212676883U (zh) | 2020-08-25 | 2020-08-25 | 过流保护及延时恢复电路及供电设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021796141.6U CN212676883U (zh) | 2020-08-25 | 2020-08-25 | 过流保护及延时恢复电路及供电设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN212676883U true CN212676883U (zh) | 2021-03-09 |
Family
ID=74821638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202021796141.6U Active CN212676883U (zh) | 2020-08-25 | 2020-08-25 | 过流保护及延时恢复电路及供电设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN212676883U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114598142A (zh) * | 2022-03-02 | 2022-06-07 | 泰安市泰山智诚自动化软件有限公司 | 一种基于输出本质安全型电源的控制芯片和装置 |
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2020
- 2020-08-25 CN CN202021796141.6U patent/CN212676883U/zh active Active
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| CN114598142A (zh) * | 2022-03-02 | 2022-06-07 | 泰安市泰山智诚自动化软件有限公司 | 一种基于输出本质安全型电源的控制芯片和装置 |
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